DE102018117703A1 - Electric drive for a vehicle with a multi-branched transmission oil cooling circuit - Google Patents

Electric drive for a vehicle with a multi-branched transmission oil cooling circuit Download PDF

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Abstract

Bei Elektrofahrzeugen werden Elektromotoren zur Erzeugung des Antriebsmoments verwendet. Dabei ist es möglich, dass die Elektrofahrzeuge als reine Elektrofahrzeuge ausgebildet sind, welche ausschließlich ein oder mehrere Elektromotoren zum Antrieb verwenden, oder dass diese als Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, welche parallel einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsmotor nutzen.Es wird ein elektrischer Antrieb 1 für ein Fahrzeug 2 vorgeschlagen mit einem Elektromotor 4, wobei der Elektromotor 4 einen Stator 6, einen Rotor 5 und eine Rotorwelle 7 aufweist, mit einem Getriebeabschnitt 8, wobei die Rotorwelle 7 einen Eingang in den Getriebeabschnitt 8 bildet, mit mindestens einer Abtriebswelle 11, wobei die Abtriebswelle 11 einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt 8 bildet und, wobei die Rotorwelle 7 und die Abtriebswelle 11 jeweils als eine Hohlwelle ausgebildet sind und die Abtriebswelle 11 in der Rotorwelle 7 geführt ist, so dass sich zwischen der Abtriebswelle 11 und der Rotorwelle 7 zumindest abschnittsweise ein Rotorringraum 13 ausbildet, mit einem Gehäuse 16, wobei das Gehäuse 16 einen Motorgehäuseabschnitt 17 und einen Getriebegehäuseabschnitt 18 aufweist, wobei in dem Motorgehäuseabschnitt 17 ein Kühlmantelbereich 19 zur Kühlung des Stators 6 ausgebildet ist und wobei in dem Getriebegehäuseabschnitt 18 ein Ölsumpfbereich 21 für ein Getriebeöl ausgebildet ist, mit einer Ölpumpe 22 zur Förderung des Getriebeöls in einem Getriebeölkühlkreis, wobei der Getriebeölkühlkreis von dem Ölsumpfbereich 21 in die Abtriebswelle 11 verläuft, wobei die Abtriebswelle 11 mindestens einen Ölausgang aufweist, und wobei die Abtriebswelle 11 einen Abtriebswellenrotorausgang 25 als einen ersten Ölausgang und einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang 32 als einen zweiten Ölausgang aufweist.In electric vehicles, electric motors are used to generate the drive torque. It is possible that the electric vehicles are designed as pure electric vehicles that only use one or more electric motors for driving, or that they are designed as hybrid vehicles that use an internal combustion engine and an electric motor as the driving motor in parallel a vehicle 2 proposed with an electric motor 4, the electric motor 4 having a stator 6, a rotor 5 and a rotor shaft 7, with a gear section 8, the rotor shaft 7 forming an input into the gear section 8, with at least one output shaft 11, wherein the output shaft 11 forms an output from the gear section 8 and, wherein the rotor shaft 7 and the output shaft 11 are each formed as a hollow shaft and the output shaft 11 is guided in the rotor shaft 7, so that there is at least in sections between the output shaft 11 and the rotor shaft 7 forms a rotor ring space 13 with one In the housing 16, the housing 16 having a motor housing section 17 and a transmission housing section 18, a cooling jacket region 19 for cooling the stator 6 being formed in the motor housing section 17 and an oil sump region 21 for a transmission oil being formed in the transmission housing section 18 with an oil pump 22 for conveying the transmission oil in a transmission oil cooling circuit, the transmission oil cooling circuit running from the oil sump area 21 into the output shaft 11, the output shaft 11 having at least one oil outlet, and the output shaft 11 having an output shaft rotor output 25 as a first oil output and a front output shaft transmission output 32 as one second oil output.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electric drive with the features of the preamble of claim 1.

Bei Elektrofahrzeugen werden Elektromotoren zur Erzeugung des Antriebsmoments verwendet. Dabei ist es möglich, dass die Elektrofahrzeuge als reine Elektrofahrzeuge ausgebildet sind, welche ausschließlich ein oder mehrere Elektromotoren zum Antrieb verwenden, oder dass diese als Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, welche parallel einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsmotor nutzen.In electric vehicles, electric motors are used to generate the drive torque. It is possible that the electric vehicles are designed as pure electric vehicles that use only one or more electric motors for driving, or that they are designed as hybrid vehicles that use an internal combustion engine and an electric motor as the drive motor in parallel.

Auch bei den Elektromotoren ist es notwendig, die Abwärme, die bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie erzeugt wird, abzutransportieren, um den Antrieb in einem vorgegebenen Temperaturbereich betreiben zu können. Ferner ist es notwendig, ein Getriebe, welches dem Elektromotor nachgeschaltet ist, zu schmieren sowie ebenfalls Wärme, welche durch Reibung und andere Verlustprozesse in dem Getriebe entsteht, abzuführen.In the case of electric motors, too, it is necessary to remove the waste heat that is generated during the conversion of electrical energy into kinetic energy in order to be able to operate the drive in a predetermined temperature range. Furthermore, it is necessary to lubricate a transmission which is connected downstream of the electric motor and also to dissipate heat which arises from friction and other loss processes in the transmission.

Von den Verbrennungsmotoren ist es bereits bekannt, das Getriebe über Ölkühlkreisläufe zu schmieren und zu kühlen. Ferner ist es bekannt, die Zylinder der Verbrennungsmotoren über Kühlkreisläufe mit einem Kühlfluid ergänzend zu kühlen.It is already known from internal combustion engines to lubricate and cool the transmission via oil cooling circuits. It is also known to additionally cool the cylinders of the internal combustion engines using cooling circuits with a cooling fluid.

Die Druckschrift DE 10 2011 007 255 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Antriebsvorrichtung mit einer Rotoranordnung, welche einem Elektromotor zugeordnet und für eine Rotation um eine Drehachse ausgebildet ist, wobei die Rotoranordnung mindestens einen axial verlaufenden Kanalabschnitt aufweist, welcher zur Durchführung eines Fluids zur Kühlung der Rotoranordnung ausgebildet ist. Das Fluid ist insbesondere als ein Schmiermittel ausgebildet, welches durch Eingangsöffnungen der Rotoranordnung eingeleitet und durch Ausgangsöffnungen der Rotoranordnung ausgeleitet werden kann. Das aus den Ausgangsöffnungen der Rotoranordnung austretende Schmiermittel kann zur Schmierung von Komponenten in der Antriebsvorrichtung eingesetzt werden.The publication DE 10 2011 007 255 A1 , which probably forms the closest prior art, discloses a drive device with a rotor arrangement which is assigned to an electric motor and is designed for rotation about an axis of rotation, the rotor arrangement having at least one axially extending channel section which is used to carry out a fluid for cooling the rotor arrangement is trained. The fluid is designed in particular as a lubricant which can be introduced through inlet openings of the rotor arrangement and can be discharged through outlet openings of the rotor arrangement. The lubricant emerging from the outlet openings of the rotor arrangement can be used to lubricate components in the drive device.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug mit einem Getriebeölkühlkreis vorzuschlagen, welcher eine effektive Kühlung des elektrischen Antriebs ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose an electric drive for a vehicle with a transmission oil cooling circuit, which enables effective cooling of the electric drive. This object is achieved by an electric drive with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, the following description and the attached figures.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Antrieb, welcher für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus etc. handeln. Das Fahrzeug kann als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein, bevorzugt ist dieses jedoch als ein reines Elektrofahrzeug ausgebildet, welches das vollständige Antriebsmoment über einen oder mehrere Elektromotoren erhält. Besonders bevorzugt ist der elektrische Antrieb als eine elektrische Achse ausgebildet, welche das von einem Elektromotor erzeugte Antriebsmoment umsetzt und auf zwei angetriebene Räder des Fahrzeugs verteilt. Optional kann das Fahrzeug auch zwei derartige elektrische Achsen aufweisen. Alternativ hierzu ist der elektrische Antrieb als ein Radnabenmotor ausgebildet, welcher genau einem angetriebenen Rad zugeordnet ist. Es ist auch möglich, dass der elektrische Antrieb als ein elektrisches Antriebsmodul realisiert ist, welches einen Bestandteil in einem Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug bildet.The invention relates to an electric drive which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle can in particular be a passenger car, truck, bus, etc. The vehicle can be designed as a hybrid vehicle, but it is preferably designed as a pure electric vehicle, which receives the full drive torque via one or more electric motors. The electric drive is particularly preferably designed as an electric axle, which converts the drive torque generated by an electric motor and distributes it to two driven wheels of the vehicle. Optionally, the vehicle can also have two such electrical axles. As an alternative to this, the electric drive is designed as a wheel hub motor, which is assigned to exactly one driven wheel. It is also possible for the electrical drive to be implemented as an electrical drive module which forms a component in a drive train for a hybrid vehicle.

Der elektrische Antrieb weist einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor einen Stator, einen Rotor und eine Rotorwelle aufweist. Insbesondere ist der Rotor als ein Innenläufer ausgebildet. Im Speziellen ist der Elektromotor als ein permanenterregter Synchronmotor ausgebildet. Insbesondere bildet der Elektromotor den einzigen Antriebsmotor des elektrischen Antriebs.The electric drive has an electric motor, the electric motor having a stator, a rotor and a rotor shaft. In particular, the rotor is designed as an inner rotor. In particular, the electric motor is designed as a permanently excited synchronous motor. In particular, the electric motor forms the only drive motor of the electric drive.

Ferner weist der elektrische Antrieb einen Getriebeabschnitt auf, wobei die Rotorwelle einen Eingang in den Getriebeabschnitt bildet. Der Getriebeabschnitt ist ausgebildet, das Antriebsmoment von dem Elektromotor umzusetzen, insbesondere zu übersetzen oder zu untersetzen, und/oder zu verteilen, insbesondere auf zwei Abtriebswellen zu verteilen. Optional weist der Getriebeabschnitt einen Schaltbereich auf, so dass unterschiedliche Übersetzungen in dem Getriebeabschnitt dargestellt werden können. Der Schaltbereich kann eine Kupplungsanordnung zum Umschalten des Schaltbereichs in verschiedene Übersetzungen aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische Antrieb als ein eingängiger Antrieb, also mit einer einzigen Umsetzung realisiert.Furthermore, the electric drive has a gear section, the rotor shaft forming an input into the gear section. The gear section is designed to convert the drive torque from the electric motor, in particular to translate or step it down, and / or to distribute it, in particular to distribute it over two output shafts. Optionally, the gear section has a shift range so that different gear ratios can be represented in the gear section. The shift range can have a clutch arrangement for switching the shift range into different translations. In a preferred embodiment of the invention, the electric drive is implemented as a one-way drive, that is to say with a single implementation.

Der elektrische Antrieb weist mindestens eine Abtriebswelle auf, vorzugsweise weist dieser zwei Abtriebswellen auf, wobei die zwei Abtriebswellen zu den angetriebenen Rädern führen und/oder koaxial zueinander angeordnet sind. Die mindestens eine Abtriebswelle bildet einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt, um das umgesetzte Antriebsmoment zu dem angetriebenen Rad zu führen.The electric drive has at least one output shaft, preferably this has two output shafts, the two output shafts leading to the driven wheels and / or being arranged coaxially to one another. The at least one output shaft forms an output from the gear section in order to guide the converted drive torque to the driven wheel.

Die Rotorwelle und die Abtriebswelle sind jeweils zumindest abschnittsweise oder vollständig als eine Hohlwelle ausgebildet, wobei die Abtriebswelle in der Rotorwelle geführt ist und bevorzugt beidseitig über die Rotorwelle übersteht. Der Raum zwischen der Abtriebswelle und der Rotorwelle bildet zumindest abschnittsweise einen Rotorringraum. Eine Ringbreite des Rotorringraums ist in einem axialen Bereich des Stators ubd/oder Rotors mit einer ersten Breite ausgeführt und geht dann in Richtung des Getriebeabschnitts in eine zweite Breite über, wobei die zweite Breite bevorzugt kleiner als die erste Breite ausgeführt ist. In dieser bevorzugten Ausgestaltung befindet sich ein größeres Volumen in dem Bereich des Rotors, so dass die Wärmekapazität erhöht und dadurch die Kühlleistung verbessert ist.The rotor shaft and the output shaft are each formed at least in sections or completely as a hollow shaft, the Output shaft is guided in the rotor shaft and preferably protrudes on both sides of the rotor shaft. The space between the output shaft and the rotor shaft forms a rotor ring space at least in sections. A ring width of the rotor ring space is designed in an axial region of the stator ubd / or rotor with a first width and then merges into a second width in the direction of the gear section, the second width preferably being smaller than the first width. In this preferred embodiment there is a larger volume in the area of the rotor, so that the heat capacity is increased and the cooling capacity is thereby improved.

Der elektrische Antrieb weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse zumindest einen Motorgehäuseabschnitt zur Aufnahme des Elektromotors und einen Getriebegehäuseabschnitt zur Aufnahme von Getriebekomponenten und/oder des Getriebeabschnitts aufweist. In dem Motorgehäuseabschnitt ist ein Kühlmantelbereich zur Kühlung des Stators vorgesehen. Der Kühlmantelbereich ist koaxial und/oder konzentrisch zu dem Elektromotor angeordnet. Vorzugsweise ist der Kühlmantelbereich mit dem Stator in einem unmittelbaren und/oder körperlichen Kontakt, um den Stator und damit den Elektromotor zu kühlen. Der Kühlmantelbereich ist vorzugsweise als eine Kühlhülse ausgebildet. Der Kühlmantelbereich ist von einem Kühlfluid durchflossen, wobei das Kühlfluid bevorzugt auf einer Wasserbasis und/oder Alkoholbasis basiert. In dem Getriebegehäuseabschnitt ist ein Ölsumpfbereich angeordnet, welches zum Sammeln von Getriebeöl in dem Getriebegehäuseabschnitt dient. Der Ölsumpfbereich kann beispielsweise als ein Trockensumpfbereich oder als Nasssumpfbereich ausgebildet sein. Insbesondere ist der Ölsumpfbereich so angeordnet, dass dieser Getriebeöl, welches von den Getriebekomponenten abläuft, sammelt.The electric drive has a housing, the housing having at least one motor housing section for receiving the electric motor and a transmission housing section for receiving transmission components and / or the transmission section. A cooling jacket area for cooling the stator is provided in the motor housing section. The cooling jacket area is arranged coaxially and / or concentrically with the electric motor. The cooling jacket area is preferably in direct and / or physical contact with the stator in order to cool the stator and thus the electric motor. The cooling jacket area is preferably designed as a cooling sleeve. A cooling fluid flows through the cooling jacket area, the cooling fluid preferably being based on water and / or alcohol. An oil sump area is arranged in the gear housing section, which serves to collect gear oil in the gear housing section. The oil sump area can be designed, for example, as a dry sump area or as a wet sump area. In particular, the oil sump area is arranged in such a way that this gear oil, which runs off the gear components, collects.

Ferner weist der elektrische Antrieb eine Ölpumpe zur Förderung des Getriebeöls auf. Das Getriebeöl wird in einem Getriebeölkühlkreis gefördert, welcher zumindest von dem Ölsumpfbereich in die Abtriebswelle, also in einen Hohlwellenbereich der Abtriebswelle verläuft. Bevorzugt ist die Ölpumpe in dem Getriebegehäuseabschnitt angeordnet und pumpt das Getriebeöl von dem Ölsumpfbereich entlang an dem Kühlmantelbereich in die Abtriebswelle. Der Übergang von dem Gehäuse in die Abtriebswelle erfolgt bevorzugt durch eine Drehdurchführung. Für einen Ölauslass weist die Abtriebswelle mindestens einen Ölausgang auf.Furthermore, the electric drive has an oil pump for conveying the transmission oil. The gear oil is conveyed in a gear oil cooling circuit which runs at least from the oil sump area into the output shaft, that is, into a hollow shaft area of the output shaft. The oil pump is preferably arranged in the transmission housing section and pumps the transmission oil from the oil sump region along the cooling jacket region into the output shaft. The transition from the housing to the output shaft is preferably carried out by means of a rotating union. For an oil outlet, the output shaft has at least one oil outlet.

Es wird vorgeschlagen, dass die Abtriebswelle einen Abtriebswellenrotorausgang als einen ersten Ölausgang aufweist. Der Abtriebswellenrotorausgang verbindet das Innere der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle mit dem Rotorringraum strömungstechnisch. Insbesondere ist der Abtriebswellenrotorausgang als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Abtriebswelle ausgebildet. Das aus dem Abtriebswellenrotorausgang austretende Getriebeöl tritt in den Rotorringraum ein und kühlt über die Rotorwelle den Rotor.It is proposed that the output shaft have an output shaft rotor output as a first oil output. The output shaft rotor output fluidically connects the interior of the output shaft, which is designed as a hollow shaft, with the rotor ring space. In particular, the output shaft rotor output is designed as one or more through openings in the output shaft. The gear oil emerging from the output shaft rotor outlet enters the rotor ring space and cools the rotor via the rotor shaft.

Ferner weist die Abtriebswelle einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang als einen zweiten Ölausgang auf. Der vordere Abtriebswellengetriebeausgang ist bevorzugt als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Abtriebswelle ausgebildet und ermöglicht einen Austritt des Getriebeöls im Bereich eines vorderen Getriebebereichs. Das aus dem Abtriebswellengetriebeausgang austretende Getriebeöl wird in den vorderen Getriebebereich geleitet und kühlt und/oder schmiert Getriebekomponenten in dem vorderen Getriebebereich.Furthermore, the output shaft has a front output shaft transmission output as a second oil output. The front output shaft transmission output is preferably designed as one or more through openings in the output shaft and enables the transmission oil to exit in the region of a front transmission region. The gear oil emerging from the output shaft gear output is directed into the front gear area and cools and / or lubricates gear components in the front gear area.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch eine insbesondere statische und/oder konstruktiv vorgegebene Verteilung des Getriebeöls zwischen dem Rotorringraum und dem vorderen Getriebebereich und etwaigen weiteren Getriebebereichen eine einfache, platzsparende und störunanfällige Lösung gefunden ist, um den elektrischen Antrieb effektiv zu kühlen und zu schmieren. Die Lösung besticht insbesondere durch die Einfachheit, da die Verteilung des Getriebeöls auf den Rotorringraum bzw. den Getriebebereich oder die Getriebebereiche durch die Größe der Ölausgänge einfach und dauerhaft statisch und/oder konstruktiv eingestellt werden kann.It is a consideration of the invention that a simple, space-saving and fault-prone solution is found through a particularly static and / or constructively predetermined distribution of the transmission oil between the rotor ring space and the front transmission area and any other transmission areas in order to effectively cool the electrical drive and to lubricate. The solution particularly impresses with its simplicity, since the distribution of the gear oil to the rotor ring space or the gear area or the gear areas can be set simply and permanently statically and / or constructively by the size of the oil outlets.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft der Getriebeölkühlkreis von dem Abtriebswellenrotorausgang durch den Rotorringraum über einen rotorseitigen Rotorwellendurchgang und einen Bypass zu dem Ölsumpfbereich. Der rotorseitige Rotorwellendurchgang ist als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Rotorwelle ausgebildet. Damit wird das Getriebeöl, welches bei dem Durchgang durch den Rotor erwärmt wurde, an den Getriebekomponenten von dem Getriebeabschnitt über dem Bypass vorbei geleitet, so dass das erwärmte Getriebeöl in einem zu den Getriebekomponenten und/oder zu dem Getriebeabschnitt parallelen ersten Zweig des Getriebeölkühlkreises in den Ölsumpfbereich geführt wird.In a preferred development of the invention, the transmission oil cooling circuit runs from the output shaft rotor outlet through the rotor ring space via a rotor-side rotor shaft passage and a bypass to the oil sump area. The rotor-side rotor shaft passage is designed as one or more passage openings in the rotor shaft. The transmission oil, which was heated during the passage through the rotor, is thus guided past the transmission components from the transmission section via the bypass, so that the heated transmission oil in a first branch of the transmission oil cooling circuit parallel to the transmission components and / or to the transmission section Oil sump area is guided.

Nachdem die Rotorwelle rotiert wird der rotorseitige Rotorwellendurchgang mit rotiert. Es ist daher bevorzugt, dass der elektrische Antrieb einen rotorseitigen Getrieberingraum aufweist, wobei der rotorseitige Getrieberingraum den rotorseitigen Rotorwellendurchgang, unabhängig von der Winkelstellung der Rotorwelle, strömungstechnisch mit dem Bypass verbindet.After the rotor shaft rotates, the rotor-side rotor shaft passage is also rotated. It is therefore preferred that the electric drive has a rotor-side gear ring space, the rotor-side gear ring space fluidly connecting the rotor-side rotor shaft passage to the bypass, regardless of the angular position of the rotor shaft.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft der Getriebeölkühlkreis von dem vorderen Abtriebswellengetriebeausgang über einen vorderen Rotorwellendurchgang über einen vorderen Getriebebereich des Getriebeabschnitts zu dem Ölsumpfbereich. Das Getriebeöl wird somit zunächst axial in der Abtriebswelle geführt, tritt über den vorderen Abtriebswellengetriebeausgang aus, durchquert die Rotorwelle durch den vorderen Rotorwellendurchgang und wird auf diese Weise in den vorderen Getriebebereich des Getriebeabschnitts geführt. In dem vorderen Getriebebereich sind Getriebekomponenten angeordnet, welche durch das Getriebeöl, welches durch den vorderen Rotorwellendurchgang austritt, geschmiert und/oder gekühlt wird. Das von den Getriebekomponenten in dem vorderen Getriebebereich ablaufende Getriebeöl wird in dem Ölsumpfbereich gesammelt. Damit wird das Getriebeöl in dem Getriebeölkühlkreis über einen zweiten Zweig, welcher abschnittsweise parallel zu dem ersten Zweig ausgeführt ist, zu dem Ölsumpfbereich geführt.In a preferred development of the invention, the transmission oil cooling circuit runs from the front output shaft transmission output via a front rotor shaft passage via a front transmission region of the transmission section to the oil sump region. The gear oil is thus initially guided axially in the output shaft, exits through the front output shaft gear output, crosses the rotor shaft through the front rotor shaft passage, and is thus guided into the front gear area of the gear section. Gear components are arranged in the front gear area, which are lubricated and / or cooled by the gear oil which emerges through the front rotor shaft passage. The transmission oil draining from the transmission components in the front transmission area is collected in the oil sump area. The gear oil in the gear oil cooling circuit is thus led to the oil sump area via a second branch, which is partially parallel to the first branch.

Bei einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung weist der elektrische Antrieb einen vorderen Getrieberingraum auf, wobei der vordere Getrieberingraum den vorderen Rotorwellendurchgang strömungstechnisch mit dem vorderen Getriebebereich verbindet.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive has a front transmission annulus, the front transmission annulus fluidically connecting the front rotor shaft passage to the front transmission region.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist der elektrische Antrieb einen Ölleitring auf wobei der Ölleitring auf der Rotorwelle aufgesetzt ist. Der Ölleitring trennt den rotorseitigen Getrieberingraum von dem vorderen Getrieberingraum ab. Beispielsweise ist der Ölleitring als ein Kunststoffbauteil oder als ein Blechbauteil ausgebildet.In a preferred constructive embodiment of the invention, the electric drive has an oil guide ring, the oil guide ring being placed on the rotor shaft. The oil guide ring separates the rotor-side gear ring space from the front gear ring space. For example, the oil guide ring is designed as a plastic component or as a sheet metal component.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist der rotorseitige Rotorwellendurchgang zwei Ausgangsöffnungen auf, welche, insbesondere deren Mittelpunkte, in einer gemeinsamen ersten Längsschnittebene liegen, in der auch eine Hauptachse des elektrischen Antriebs liegt. Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der vordere Rotorwellendurchgang ebenfalls zwei Ausgangsöffnungen aufweist wobei die Ausgangsöffnungen, insbesondere deren Mittelpunkte, in einer gemeinsamen zweiten Längsschnittebene liegen. Die erste und die zweite Längsschnittebene sind senkrecht zueinander angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Ausgangsöffnungen des vorderen Rotorwellendurchgangs gegenüber den Ausgangsöffnungen des rotorseitigen Rotorwellendurchgangs um 90° verdreht sind. Auf diese Weise wird eine Schwächung der Abtriebswelle vermieden und zudem eine Unwucht der Abtriebswelle verringert. Insbesondere ist die strömungstechnische Verteilung in der Rotorwelle verbessert, so dass die Schmierung und/oder Kühlung des elektrischen Antriebs verbessert ist.In a preferred implementation of the invention, the rotor-side rotor shaft passage has two exit openings which, in particular their center points, lie in a common first longitudinal sectional plane in which a main axis of the electric drive also lies. It is further preferably provided that the front rotor shaft passage likewise has two exit openings, the exit openings, in particular their center points, lying in a common second longitudinal section plane. The first and the second longitudinal section plane are arranged perpendicular to each other. As an alternative or in addition, it is provided that the outlet openings of the front rotor shaft passage are rotated by 90 ° with respect to the outlet openings of the rotor-side rotor shaft passage. In this way, a weakening of the output shaft is avoided and an imbalance of the output shaft is also reduced. In particular, the fluidic distribution in the rotor shaft is improved, so that the lubrication and / or cooling of the electric drive is improved.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Abtriebswelle einen hinteren Abtriebswellengetriebeausgang als einen dritten Ölausgang auf, wobei der Getriebeölkühlkreis von dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang über einen hinteren Getriebebereich zu dem Ölsumpfbereich führt. Damit wird das von dem hinteren Getriebebereich erwärmte Getriebeöl in einem zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Zweig parallelen dritten Zweig in den Ölsumpfbereich geführt.In a preferred development of the invention, the output shaft has a rear output shaft transmission output as a third oil output, the transmission oil cooling circuit leading from the rear output shaft transmission output via a rear transmission region to the oil sump region. The transmission oil heated by the rear transmission region is thus guided into the oil sump region in a third branch parallel to the first and / or to the second branch.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der vordere Getriebebereich einen ersten Planetenträger und ein Zwischensonnenrad als Getriebekomponenten auf, wobei das Zwischensonnenrad auf dem ersten Planetenträger drehfest angeordnet ist. Das Zwischensonnenrad bildet einen Eingang in den hinteren Getriebebereich, insbesondere zu den Getriebekomponenten des hinteren Getriebebereichs. Das Zwischensonnenrad bildet einen hinteren Getrieberingraum aus, wobei der hintere Getrieberingraum strömungstechnisch zwischen dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang und dem hinteren Getriebebereich angeordnet ist. Der hintere Getrieberingraum ist durch das Zwischensonnenrad und/oder dem ersten Planetenträger strömungstechnisch von dem vorderen Getriebebereich getrennt. Damit weist der elektrische Antrieb den vorderen Getrieberingraum, den rotorseitigen Getrieberingraum und den hinteren Getrieberingraum zur Verteilung des Getriebeöls in die drei parallelen Zweige des Getriebeölkühlkreises auf.In a preferred embodiment of the invention, the front gear region has a first planet carrier and an intermediate sun gear as gear components, the intermediate sun gear being arranged on the first planet carrier in a rotationally fixed manner. The intermediate sun gear forms an entrance to the rear gear area, in particular to the gear components of the rear gear area. The intermediate sun gear forms a rear gear ring space, the rear gear ring space being arranged between the rear output shaft gear output and the rear gear area in terms of flow. The rear gear ring space is fluidically separated from the front gear area by the intermediate sun gear and / or the first planet carrier. The electric drive thus has the front gear ring space, the rotor-side gear ring space and the rear gear ring space for distributing the gear oil into the three parallel branches of the gear oil cooling circuit.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung ist der vordere Getriebebereich als eine Übersetzungsstufe und der hintere Getriebebereich als eine Differentialstufe ausgebildet. Insbesondere ist die Übersetzungsstufe als eine Planetenstufe realisiert. Die Differentialstufe ist besonders bevorzugt als eine Planetendifferentialstufe realisiert. Bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann der elektrische Antrieb auch schaltbar sein, so dass zwischen dem Elektromotor und der Differentialstufe eine Schaltstufe optional ergänzend mit einer Kupplung oder Doppelkupplung angeordnet ist.In a preferred constructive implementation, the front gear area is designed as a transmission stage and the rear gear area is designed as a differential stage. In particular, the translation stage is implemented as a planetary stage. The differential stage is particularly preferably implemented as a planetary differential stage. In other configurations of the invention, the electric drive can also be switchable, so that a switching stage is optionally arranged with a clutch or double clutch between the electric motor and the differential stage.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:

  • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines elektrischen Antriebs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Details in der 1.
Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and the attached figures. These show:
  • 1 is a schematic longitudinal sectional view of an electric drive as an embodiment of the invention;
  • 2 is a schematic three-dimensional representation of a detail in the 1 ,

Die 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung entlang einer Hauptachse H einen elektrischen Antrieb 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der elektrische Antrieb 1 ist als eine elektrische Achse für ein Fahrzeug 2 ausgebildet, wobei das Fahrzeug 2 nur stark schematisiert als ein Block dargestellt ist. Der elektrische Antrieb 1 dient zum Antrieb von angetriebenen Rädern 3 a, b des Fahrzeugs 2. Beispielsweise bildet der elektrische Antrieb 1 eine angetriebene Hinterachse des Fahrzeugs 2.The 1 shows in a schematic longitudinal section along a major axis H an electric drive 1 as an embodiment of the invention. The electric drive 1 is as an electrical axis for a vehicle 2 trained, the vehicle 2 is only shown schematically as a block. The electric drive 1 is used to drive driven wheels 3 a, b of the vehicle 2 , For example, the electric drive 1 a driven rear axle of the vehicle 2 ,

Die elektrische Achse 1 weist einen Elektromotor 4 auf. Der Elektromotor 4 wird durch einen Rotor 5 und einen Stator 6 gebildet. Der Elektromotor 4 ist koaxial zu der Hauptachse H angeordnet. Der Rotor 5 ist als ein Innenläufer ausgebildet und rotiert um die Hauptachse H. Der Rotor 5 ist drehfest auf eine Rotorwelle 7 aufgesetzt, wobei die Rotorwelle 7 als eine Hohlwelle ausgebildet ist.The electric axis 1 has an electric motor 4 on. The electric motor 4 is by a rotor 5 and a stator 6 educated. The electric motor 4 is coaxial to the main axis H arranged. The rotor 5 is designed as an inner rotor and rotates around the main axis H , The rotor 5 is non-rotatable on a rotor shaft 7 put on, the rotor shaft 7 is designed as a hollow shaft.

Der elektrische Antrieb 1 weist einen Getriebeabschnitt 8 auf, wobei der Getriebeabschnitt 8 eine Mehrzahl von Getriebekomponenten umfasst. Der Getriebeabschnitt 8 kann in einen vorderen Getriebebereich 9 und in einen hinteren Getriebebereich 10 unterteilt werden, wobei der vordere Getriebebereich 9 eine Übersetzungsstufe und der hintere Getriebebereich 10 eine Differentialstufe bildet. Die Rotorwelle 7 bildet einen Eingang in den Getriebeabschnitt 8, insbesondere in den vorderen Getriebebereich 9. Der Getriebeabschnitt 8 ist koaxial zu der Hauptachse H angeordnet und/oder ausgerichtet.The electric drive 1 has a gear section 8th on, the gear section 8th includes a plurality of transmission components. The gear section 8th can be in a front gear area 9 and in a rear gear area 10 be divided, with the front gear area 9 a gear ratio and the rear gear area 10 forms a differential stage. The rotor shaft 7 forms an entrance to the gear section 8th , especially in the front gear area 9 , The gear section 8th is coaxial to the main axis H arranged and / or aligned.

Der elektrische Antrieb 1 weist eine Abtriebswelle 11 und eine weitere Abtriebswelle 12 auf. Die Abtriebswellen 11, 12 sind koaxial zueinander angeordnet und führen ein Antriebsdrehmoment von dem elektrischen Antrieb 1 zu den angetriebenen Rädern 3 a, b. Die Abtriebswelle 11 ist als eine Hohlwelle ausgebildet und ist in der Rotorwelle 7 koaxial und/oder konzentrisch angeordnet. Sie steht über die Rotorwelle 7 auf beiden axialen Seiten über. Zwischen der Abtriebswelle 11 und der Rotorwelle 7 ist ein Rotorringraum 13 ausgebildet, welcher sich ausgehend von einer ersten Rotorlagerung 14 in einen axialen Bereich, in dem auch der Rotor 5 angeordnet ist öffnet. In dem axialen Bereich des Rotors 5 ist der Rotorringraum 13 in der Form eines Hohlzylinders ausgebildet. Ausgehend von dem Axialbereich des Rotors 5 verengt sich der Rotorringraum 13 in Richtung einer zweiten Rotorlagerung 15. Der Rotorringraum 13 erstreckt sich über die zweite Rotorlagerung 15 hinaus und führt zu einem axial geöffneten Endaustritt. Die Abtriebswelle 11 ist im Bereich zwischen der ersten der zweiten Rotorlagerung 14, 15 als ein gerader Hohlzylinder ausgebildet, die variierende Ringbreite des Rotorringraum 13 wird durch einen variierenden freien Innendurchmesser der Rotorwelle 7 gebildet. Die Abtriebswelle 11 bildet einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt 8, insbesondere aus dem hinteren Getriebebereich 10.The electric drive 1 has an output shaft 11 and another output shaft 12 on. The output shafts 11 . 12 are arranged coaxially to one another and carry a drive torque from the electric drive 1 to the driven wheels 3 a, b. The output shaft 11 is designed as a hollow shaft and is in the rotor shaft 7 arranged coaxially and / or concentrically. It stands over the rotor shaft 7 over on both axial sides. Between the output shaft 11 and the rotor shaft 7 is a rotor ring room 13 formed, which is based on a first rotor bearing 14 in an axial area in which the rotor 5 is arranged opens. In the axial area of the rotor 5 is the rotor ring space 13 formed in the shape of a hollow cylinder. Starting from the axial area of the rotor 5 the rotor ring space narrows 13 towards a second rotor bearing 15 , The rotor ring room 13 extends over the second rotor bearing 15 out and leads to an axially open end exit. The output shaft 11 is in the area between the first of the second rotor bearings 14 . 15 formed as a straight hollow cylinder, the varying ring width of the rotor annulus 13 is determined by a varying free inner diameter of the rotor shaft 7 educated. The output shaft 11 forms an output from the gear section 8th , especially from the rear gear area 10 ,

Der elektrische Antrieb 1 weist ein Gehäuse 16 auf wobei das Gehäuse 16 ein Motorgehäuseabschnitt 17 und einen Getriebegehäuseabschnitt 18 aufweist. In dem Motorgehäuseabschnitt 17 ist der Elektromotor 4 angeordnet. Der Motorgehäuseabschnitt 17 weist einen Kühlmantelbereich 19 auf, welcher eine Mehrzahl von Kanälen 20 aufweist, durch die ein Kühlfluid durchgeführt werden kann. Das Kühlfluid ist auf Wasserbasis gebildet. Der Kühlmantelbereich 19 ist insbesondere als eine Kühlhülse ausgebildet. Der Stator 6 steht in direkten körperlichen Kontakt mit dem Kühlmantelbereich 19, insbesondere der Kühlhülse, so dass ein guter thermischer Übertrag zwischen Stator 6 und Kühlmantelbereich 19 erfolgen kann. In dem Getriebegehäuseabschnitt 18 ist der Getriebeabschnitt 8, insbesondere der vordere und hintere Getriebebereich 9, 10 angeordnet. Der Getriebegehäuseabschnitt 18 bildet einen Getrieberaum aus, wobei in einem Bodenbereich des Getrieberaums ein Ölsumpfbereich 21 ausgebildet ist.The electric drive 1 has a housing 16 on being the housing 16 a motor housing section 17 and a gear housing section 18 having. In the motor housing section 17 is the electric motor 4 arranged. The engine case section 17 has a cooling jacket area 19 on which a plurality of channels 20 has, through which a cooling fluid can be carried out. The cooling fluid is water-based. The cooling jacket area 19 is designed in particular as a cooling sleeve. The stator 6 is in direct physical contact with the cooling jacket area 19 , in particular the cooling sleeve, so that a good thermal transfer between the stator 6 and cooling jacket area 19 can be done. In the gearbox section 18 is the gear section 8th , especially the front and rear gear area 9 . 10 arranged. The gearbox section 18 forms a gear chamber, an oil sump region in a bottom region of the gear chamber 21 is trained.

In einem Bodenbereich des Getriebegehäuseabschnitts 18 ist eine Ölpumpe 22 angeordnet, welche das Getriebeöl in einem Getriebeölkühlkreis pumpt. Der Getriebeölkühlkreis ist in der 1 durch Pfeile visualisiert.In a bottom area of the gear housing section 18 is an oil pump 22 arranged, which pumps the transmission oil in a transmission oil cooling circuit. The transmission oil cooling circuit is in the 1 visualized by arrows.

Ausgehend von dem Ölsumpfbereich 21 pumpt die Ölpumpe 22 das Getriebeöl durch den Kühlmantelbereich 19 und zwar in Kanälen, welche von den Kanälen 20 der Fluidkühlung getrennt sind, so dass sich das Getriebeöl nicht mit dem Kühlfluid vermischen kann. Durch den Transport des Getriebeöls durch den Kühlmantelbereich 19 wird dieses gekühlt. Das gekühlte Getriebeöl wird über einen Radialkanal 23, welcher in einen Deckel des Gehäuses 16 eingebracht ist, über eine Drehdurchführung 24 in das Innere der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 11 gefördert.Starting from the oil sump area 21 pumps the oil pump 22 the gear oil through the cooling jacket area 19 namely in channels, which of the channels 20 the fluid cooling are separated so that the transmission oil cannot mix with the cooling fluid. By transporting the gear oil through the cooling jacket area 19 it is cooled. The cooled gear oil is fed through a radial channel 23 , which is in a cover of the housing 16 is introduced via a rotating union 24 into the interior of the output shaft designed as a hollow shaft 11 promoted.

Im Inneren der Abtriebswelle 11 wird das Getriebeöl in axialer Richtung weitergeführt. Die Abtriebswelle 11 weist einen Abtriebswellenrotorausgang 25 auf, welcher als zwei Durchgangsöffnungen ausgebildet ist, die die Abtriebswelle 11, insbesondere die Wandung der Abtriebswelle 11 in radialer Richtung durchbrechen. Die beiden Durchgangsöffnungen liegen in einer gemeinsamen, ersten Längsschnittebene, wie dies in der 1 gezeigt ist. Ausgehend von dem Abtriebswellenrotorausgang 25 nimmt das Getriebeöl in dem Getriebeölkühlkreis einen ersten Zweig, wobei sich der Abtriebswellenrotorausgang 25 in axialer Richtung vor oder an dem ersten Ende des Rotors 5 befindet. Ausgehend von dem Abtriebswellenrotorausgang 25 durchquert das Getriebeöl den Rotorringraum 13 und kühlt mittelbar über die Rotorwelle 7 den Rotor 5 und damit den Elektromotor 4. Das über den Elektromotor 4 erwärmte Getriebeöl wird in axialer Richtung nach dem Rotor 5 in einem verjüngten Bereich weitergeführt, bis dieses zu einem rotorseitigen Rotorwellendurchgang 26 gelangt. Der rotorseitige Rotorwellendurchgang 26 ist als zwei Durchgangsöffnungen in der Rotorwelle 7 ausgebildet. Nach dem Durchgang durch den rotorseitigen Rotorwellendurchgang 26 gelangt das erwärmte Getriebeöl in einen rotorseitigen Getrieberingraum 27, welcher koaxial zu der Hauptachse H angeordnet ist. Der rotorseitige Getrieberingraum 27 ist auf der einen axialen Seite durch die zweite Rotorlagerung 15 und auf der anderen Seite durch einen Ölleitring 28 sowie in radialer Richtung durch einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses 16 begrenzt.Inside the output shaft 11 the transmission oil is continued in the axial direction. The output shaft 11 has an output shaft rotor output 25 on, which is designed as two through openings that the output shaft 11 , especially the wall of the output shaft 11 break through in the radial direction. The two through openings lie in a common, first longitudinal sectional plane, as in FIG 1 is shown. Starting from the output shaft rotor output 25 the gear oil takes a first branch in the gear oil cooling circuit, with the output shaft rotor output 25 in the axial direction in front of or at the first end of the rotor 5 located. Starting from the output shaft rotor output 25 the gear oil crosses the rotor ring space 13 and cools indirectly via the rotor shaft 7 the rotor 5 and thus the electric motor 4 , That about the electric motor 4 heated gear oil is in the axial direction after the rotor 5 continued in a tapered area until it reaches a rotor-side rotor shaft passage 26 arrives. The rotor-side rotor shaft passage 26 is as two through holes in the rotor shaft 7 educated. After passing through the rotor side rotor shaft passage 26 the heated gear oil reaches a gear ring space on the rotor side 27 which is coaxial with the main axis H is arranged. The rotor-side gear annulus 27 is on one axial side through the second rotor bearing 15 and on the other side through an oil guide ring 28 and in the radial direction through a housing section of the housing 16 limited.

Der Ölleitring 28 ist in der 2 deutlicher dargestellt und weist einen hohlzylindrischen Anlageabschnitt 29 auf, welcher an der Rotorwelle 7 drehfest anliegt und welcher im Bereich des rotorseitigen Rotorwellendurchgangs 26 ebenfalls Durchgangsöffnungen oder -fenster aufweist, so dass das erwärmte Getriebeöl den Ölleitring 28 durchqueren kann. Ferner weist der Ölleitring 28 einen Kragenabschnitt 30 auf, welcher sich in einer Radialebene zu der Hauptachse H erstreckt und den rotorseitigen Getrieberingraum 27 in axialer Richtung begrenzt. Der Ölleitring 28 ist insbesondere als ein Leitblech, zum Beispiel aus Metall oder Kunststoff, ausgebildet.The oil guide ring 28 is in the 2 shown more clearly and has a hollow cylindrical contact section 29 on which on the rotor shaft 7 rotatably and which in the area of the rotor-side rotor shaft passage 26 also has through openings or windows, so that the heated transmission oil the oil guide ring 28 can cross. Furthermore, the oil guide ring 28 a collar section 30 on which is in a radial plane to the main axis H extends and the rotor-side gear annulus 27 limited in the axial direction. The oil guide ring 28 is designed in particular as a baffle, for example made of metal or plastic.

Ausgehend von dem rotorseitigen Getrieberingraum 27 wird das erwärmte Getriebeöl in einen Bypass 31 geleitet, so dass dieses an dem Getriebeabschnitt 8 vorbei geleitet wird, ohne die Getriebekomponenten des Getriebeabschnitts 8 zu passieren. Der Bypass 31 ist als ein Kanal in einem Gehäuseabschnitt des Gehäuses 16 ausgebildet und erstreckt sich in radialer Richtung zu der Hauptachse H und ist in Richtung des Ölsumpfbereichs 21 gerichtet, so dass das erwärmte Getriebeöl in den Ölsumpfbereich 21 geführt wird.Starting from the rotor annulus on the rotor side 27 the heated gear oil is bypassed 31 passed so that this on the gear section 8th is passed without the gear components of the gear section 8th to happen. The bypass 31 is as a channel in a housing portion of the housing 16 formed and extends in the radial direction to the main axis H and is towards the oil sump area 21 directed so that the heated gear oil in the oil sump area 21 to be led.

Ein anderer Teil des Getriebeöls wird entlang eines zweiten Zweigs geführt. Hierbei durchquert dieser Teil des Getriebeöls in der Abtriebswelle 11 den Bereich des Rotors 5 und tritt - betrachtet auf die axiale Lage und Fließrichtung - erst hinter dem rotorseitigen Rotorwellendurchgang 26 über einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang 32 aus der Abtriebswelle 11 in radialer Richtung aus. Another part of the gear oil is routed along a second branch. This part of the gear oil traverses in the output shaft 11 the area of the rotor 5 and occurs - considering the axial position and flow direction - only behind the rotor-side rotor shaft passage 26 via a front output shaft transmission output 32 from the output shaft 11 in the radial direction.

Der vordere Abtriebswellengetriebeausgang 32 wird durch zwei Durchgangsöffnungen gebildet, welcher in der ersten Längsschnittebene des Abtriebswellenrotorausgangs 25 liegen.The front output shaft transmission output 32 is formed by two through openings, which in the first longitudinal sectional plane of the output shaft rotor output 25 lie.

Die Rotorwelle 7 weist einen vorderen Rotorwellendurchgang 33 auf, welche nur in der 2 zu erkennen ist, da der vordere Rotorwellendurchgang 33 durch 2 Durchgangsöffnungen gebildet wird, welche in einer zweiten Längsschnittebene liegen, die senkrecht auf der ersten Längsschnittebene steht. Anders ausgedrückt sind die zwei Durchgangsöffnungen des vorderen Rotorwellendurchgangs 33 um 90° gegenüber den Durchgangsöffnungen des rotorseitigen Rotorwellendurchgang 26 verdreht.The rotor shaft 7 has a front rotor shaft passage 33 on which only in the 2 can be seen because the front rotor shaft passage 33 is formed by 2 through openings, which lie in a second longitudinal section plane, which is perpendicular to the first longitudinal section plane. In other words, the two through holes are the front rotor shaft passage 33 by 90 ° in relation to the through openings of the rotor-side rotor shaft passage 26 twisted.

Nach dem Durchtritt durch die Rotorwelle 7 gelangt das noch kühle Getriebeöl in einen vorderen Getrieberingraum 34, welcher einerseits durch den Ölleitring 28 in axialer Richtung begrenzt ist und in radialer Richtung durch den Gehäuseabschnitt des Gehäuses 16 abgedeckt ist, wobei ein umlaufender Spalt verbleibt, so dass das kühle Getriebeöl in den vorderen Getriebebereich 9 zum Schmieren der Getriebekomponenten gelangen kann.After passing through the rotor shaft 7 the still cool gear oil gets into a front gear annulus 34 , which on the one hand through the oil guide ring 28 is limited in the axial direction and in the radial direction by the housing section of the housing 16 is covered, with a circumferential gap remaining, so that the cool gear oil in the front gear area 9 can lubricate the gear components.

Der vordere Getriebebereich 9 wird durch eine Übersetzungsstufe gebildet, welche als ein Planetentrieb ausgebildet ist. Die Übersetzungsstufe weist ein erstes Sonnenrad 35 auf, welches drehfest auf der Rotorwelle 11 aufgesetzt ist. Damit bildet die Rotorwelle 11 einen Eingang in die Übersetzungsstufe und/oder in den vorderen Getriebebereich 9. Ferner weist die Übersetzungsstufe einen ersten Planetenträger 36 sowie einen ersten Satz Planeten 37 auf, welche auf dem Planetenträger 36 drehbar aufgesetzt sind und welche mit dem ersten Sonnenrad 35 kämmen. Mit dem ersten Planetenträger 36 ist ein Zwischensonnenrad 38 drehfest verbunden, welches einen Ausgang aus der Übersetzungsstufe und/oder dem vorderen Getriebebereich 9 und einen Eingang in den hinteren Getriebebereich 10 bildet. Die Komponenten der Übersetzungsstufe und/oder des vorderen Getriebebereichs werden durch das gekühlte Getriebeöl gekühlt und geschmiert, welches über den zweiten Zweig geführt wird. Das gekühlte Getriebeöl des zweiten Zweigs wird nach Kühlung und/oder Schmierung der Übersetzungsstufe und/oder des vorderen Getriebebereichs 9 abgeschleudert oder tropft ab und gelangt in den Ölsumpfbereich 21.The front gear area 9 is formed by a translation stage, which is designed as a planetary gear. The translation stage has a first sun gear 35 on which rotatably on the rotor shaft 11 is put on. This forms the rotor shaft 11 an input in the gear ratio and / or in the front transmission area 9 , Furthermore, the translation stage has a first planet carrier 36 as well as a first set of planets 37 on which on the planet carrier 36 are rotatably attached and which with the first sun gear 35 comb. With the first planet carrier 36 is an intermediate sun gear 38 rotatably connected, which has an output from the gear ratio and / or the front gear area 9 and an entrance to the rear gear area 10 forms. The components of the transmission stage and / or the front transmission area are cooled and lubricated by the cooled transmission oil, which is passed over the second branch. The cooled transmission oil of the second branch is after cooling and / or lubrication of the transmission stage and / or the front transmission area 9 thrown off or drips off and gets into the oil sump area 21 ,

Ein weiterer Teil des zunächst noch gekühlten Getriebeöls wird entlang eines dritten Zweiges geführt. Es passiert in axialer Richtung in der Abtriebswelle 11 den vorderen Abtriebswellengetriebeausgang 32 und trifft dahinter auf einen hinteren Abtriebswellengetriebeausgang 39, welcher als zwei Durchgangsöffnungen in der Abtriebswelle 11 ausgebildet ist, die die Wandung der Abtriebswelle 11 in radialer Richtung durchstoßen. Das zunächst gekühlte Getriebeöl verlässt über den hinteren Abtriebswellengetriebeausgang 39 die Abtriebswelle 11 und wird in dem hinteren Getriebebereich 10 auf die Getriebekomponenten zum Schmieren und/oder Kühlen verteilt.Another part of the gear oil, which was initially still cooled, is led along a third branch. It happens in the axial direction in the output shaft 11 the front output shaft transmission output 32 and meets a rear output shaft transmission output behind 39 , which acts as two through holes in the output shaft 11 is formed, the wall of the output shaft 11 pierce in the radial direction. The initially cooled gear oil leaves via the rear output shaft gear output 39 the output shaft 11 and is in the rear gear area 10 distributed to the gear components for lubrication and / or cooling.

Der hintere Getriebebereich 10 wird durch eine Differentialstufe gebildet, welche als Planetendifferentialstufe ausgebildet ist. Diese weist einen zweiten Planetenträger 40 sowie einen Satz Planetenwellen 41 auf, welche auf dem zweiten Planetenträger 40 drehbar angeordnet sind. Ferner weist die Differentialstufe und/oder der hintere Getriebebereich 10 zwei Ausgangssonnenräder 42 a, b auf, wobei das Ausgangssonnenrad 42 a auf der Abtriebswelle 11 drehfest aufgesetzt ist und ein weiteres Ausgangssonnenrad 42 b auf der weiteren Abtriebswelle 12 drehfest aufgesetzt ist. Ein erster Planetenabschnitt der Planetenwellen 41 kämmt mit dem Zwischensonnenrad 38. Ein zweiter Planetenabschnitt der Planetenwellen 41 kämmt einem nicht dargestellten Hohlrad. Auf dem zweiten Planetenträger 40 sind zwei Sätze Planetenräder angeordnet, welche paarweise miteinander und zudem mit den Ausgangssonnenrädern 42 a, b kämmen. Die Komponenten der Differentialstufe und/oder des hinteren Getriebebereichs 10 werden durch das gekühlte Getriebeöl gekühlt und geschmiert, welches über den dritten Zweig geführt wird. Das gekühlte Getriebeöl des dritten Zweigs wird nach Kühlung und/oder Schmierung der Differentialstufe und/oder des hinteren Getriebebereichs 10 abgeschleudert oder tropft ab und gelangt in den Ölsumpfbereich 21.The rear gear area 10 is formed by a differential stage, which is designed as a planetary differential stage. This has a second planet carrier 40 as well as a sentence planet waves 41 on which on the second planet carrier 40 are rotatably arranged. Furthermore, the differential stage and / or the rear transmission area 10 two exit sun gears 42 a, b on, the output sun gear 42 a on the output shaft 11 is rotatably attached and another output sun gear 42 b on the further output shaft 12 is rotatably attached. A first section of the planetary waves 41 combs with the intermediate sun gear 38 , A second planetary section of the planetary waves 41 combs a ring gear, not shown. On the second planet carrier 40 there are two sets of planet gears arranged in pairs with each other and also with the output sun gears 42 comb a, b. The components of the differential stage and / or the rear transmission area 10 are cooled and lubricated by the cooled gear oil, which is passed through the third branch. The cooled gear oil of the third branch is after cooling and / or lubrication of the differential stage and / or the rear gear area 10 thrown off or drips off and gets into the oil sump area 21 ,

Durch das Sonnenrad 38 und/oder den ersten Planetenträger 36 wird ein hinterer Getrieberingraum 43 gebildet, welcher in axialer Richtung zu dem hinteren Getriebebereich 10 und/oder zu der Differentialstufe geöffnet ist.Through the sun gear 38 and / or the first planet carrier 36 becomes a rear gear annulus 43 formed, which is in the axial direction to the rear transmission area 10 and / or is open to the differential stage.

Die Leistung und Effizienz des Elektromotors 4 als E-Maschine in dem elektrischen Antrieb 1 hängt u.a. in hohem Maße von thermischen Randbedingungen ab. Entstehende Abwärme muss bestmöglich abgeführt werden. In der Regel erfolgt die Abführung der entstehenden Abwärme mit Kühlkonzepten, welche die am Stator 6 und an den Wickelköpfen entstehende Wärme abführen. Ein Teil der Wärme fließt jedoch auch in die Rotorblechpakete des Rotors 5 und Rotorwelle 7. Bei innenlaufenden permanenterregten Synchronmotoren besteht hierbei die Gefahr einer dauerhaften Entmagnetisierung der Permanentmagnete und somit eine Beeinträchtigung/Störung der Funktion der E-Maschine. Eine Abführung der Wärme im Rotorsystem (Rotorblechpaket + Rotorwelle 7) ist daher - abhängig von den Anforderungen an die E-Maschine/dem Konzept - von großer Bedeutung. Bezogen auf das Gesamtsystem ist auch die gezielte Ölung definierter Bereiche im Getriebeabschnitt 8 notwendig. Neben der Schmierung von Zahnkontakten und Wälzlagern ist auch die Kühlung dieser Getriebekomponenten nicht zu vernachlässigen.The performance and efficiency of the electric motor 4 as an electric machine in the electric drive 1 depends to a large extent on thermal boundary conditions. Waste heat generated must be removed as best as possible. As a rule, the waste heat generated is dissipated using cooling concepts that are based on the stator 6 and dissipate any heat generated at the end windings. However, some of the heat also flows into the rotor laminations of the rotor 5 and rotor shaft 7 , In the case of internally running, permanently excited synchronous motors, there is a risk of permanent demagnetization of the permanent magnets and thus an impairment / malfunction of the function of the electric machine. A heat dissipation in the rotor system (rotor laminated core + rotor shaft 7 ) is therefore of great importance - depending on the requirements for the electric machine / the concept. The targeted oiling of defined areas in the gear section is also related to the overall system 8th necessary. In addition to the lubrication of tooth contacts and roller bearings, the cooling of these gear components should not be neglected.

Bisherige Konzepte sehen u.a. eine Zufuhr des Kühlmittels (Wasser/Glycol-Mischung oder ungekühltes Getriebe-Öl) in die Rotorwelle 7 mittels eines Rohrprofils mit einem Kanal oder mit aufwendigen Drehdurchführungen vor. Neben der Kühlung der Aktivteile der E-Maschine (Stator 6 und Rotor 5) ist es ebenfalls zielführend Bauteile im Getriebeabschnitt 8, welche Kräfte übertragen oder abstützen, zu kühlen. Nur durch ausreichende Kühlung erreichen die Bauteile wie z.B. die Nadelkränze zur Planetenlagerung die nötige Lebensdauer. Ausgehend von einer koaxialen Getriebeanordnung mit Rückführung der Abtriebswelle 11 von der Differenzialstufe durch die Rotorwelle 7 zum Rad ergibt sich eine Möglichkeit das in die Abtriebswelle 11 zur Kühlung der E-Maschine eingeleitete Öl aufzuteilen und somit dem Getriebeabschnitt 8 kaltes Öl zur Verfügung zu stellen. Das Öl wird aus dem Getriebesumpf 21 entnommen und gekühlt. Anschließend wird das gekühlte Öl durch die Drehdurchführung 24 in die Abtriebswelle 11 gefördert. Die Abtriebswelle 11 ist hohl gebohrt oder als Rohr ausgeführt. Kurz nach der Einleitung in die Abtriebswelle 11 kann ein Teil des Öls zur Kühlung der Rotorwelle 7 entweichen. Das restliche Öl wird durch die Abtriebswelle 11 bis zum Getriebeabschnitt 8 weitergeleitet. Hier kann das kalte Öl geschickt verteilt und zur effizienten Kühlung von Getriebebauteilen genutzt werden.Previous concepts see, among other things, a supply of the coolant (water / glycol mixture or uncooled gear oil) into the rotor shaft 7 by means of a tubular profile with a channel or with elaborate rotary unions. In addition to cooling the active parts of the electric machine (stator 6 and rotor 5 ) it is also useful components in the gearbox section 8th which forces transmit or support to cool. The components, such as the needle roller and cage assemblies for planetary storage, can only achieve the necessary service life if they are sufficiently cooled. Starting from a coaxial gear arrangement with feedback of the output shaft 11 from the differential stage through the rotor shaft 7 to the wheel there is a possibility that in the output shaft 11 to divide the oil introduced to cool the electric machine and thus the gear section 8th to provide cold oil. The oil is extracted from the gear sump 21 removed and cooled. The cooled oil is then passed through the rotating union 24 into the output shaft 11 promoted. The output shaft 11 is drilled hollow or as a pipe. Shortly after the introduction into the output shaft 11 can use some of the oil to cool the rotor shaft 7 escape. The remaining oil is through the output shaft 11 to the gear section 8th forwarded. The cold oil can be cleverly distributed here and used to efficiently cool gear components.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektrischer Antriebelectric drive
22
Fahrzeugvehicle
3a, b3a, b
angetriebene Räderdriven wheels
44
Elektromotorelectric motor
55
Rotorrotor
66
Statorstator
77
Rotorwellerotor shaft
88th
Getriebeabschnittgear section
99
vorderer Getriebebereichfront gear area
1010
hinterer Getriebebereichrear gear area
1111
Abtriebswelleoutput shaft
1212
weitere Abtriebswellefurther output shaft
1313
RotorringraumRotor annulus
1414
erste Rotorlagerungfirst rotor bearing
1515
zweite Rotorlagerungsecond rotor bearing
1616
Gehäusecasing
1717
MotorgehäuseabschnittMotor housing portion
1818
GetriebegehäuseabschnittTransmission case portion
1919
KühlmantelbereichCooling jacket area
2020
Kanälechannels
2121
ÖlsumpfbereichOil sump area
2222
Ölpumpeoil pump
2323
Radialkanalradial channel
2424
DrehdurchführungRotary union
25 25
AbtriebswellenrotorausgangOutput shaft rotor output
2626
rotorseitiger Rotorwellendurchgangrotor-side rotor shaft passage
2727
rotorseitiger Getrieberingraumrotor-side gear annulus
2828
Ölleitringoil guide ring
2929
hohlzylindrischer Anlageabschnitthollow cylindrical contact section
3030
Kragenabschnittcollar section
3131
Bypassbypass
3232
vorderer Abtriebswellengetriebeausgangfront output shaft transmission output
3333
vordere Rotorwellendurchgangfront rotor shaft passage
3434
vordere Getrieberingraumfront gear annulus
3535
erstes Sonnenradfirst sun gear
3636
erster Planetenträgerfirst planet carrier
3737
erster Satz Planetenfirst set of planets
3838
ZwischensonnenradZwischensonnenrad
3939
hinterer Abtriebswellengetriebeausgangrear output shaft transmission output
4040
zweiter Planetenträgersecond planet carrier
4141
Satz TripelplanetenwelleSet of triple planetary waves
42a,b42a, b
AusgangssonnenräderOutput sun gears
4343
hinterer Getrieberingraum rear gear annulus
HH
Hauptachsemain axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011007255 A1 [0005]DE 102011007255 A1 [0005]

Claims (10)

Elektrischer Antrieb (1) für ein Fahrzeug (2) mit einem Elektromotor (4), wobei der Elektromotor (4) einen Stator (6), einen Rotor (5) und eine Rotorwelle (7) aufweist, mit einem Getriebeabschnitt (8), wobei die Rotorwelle (7) einen Eingang in den Getriebeabschnitt (8) bildet, mit mindestens einer Abtriebswelle (11), wobei die Abtriebswelle (11) einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt (8) bildet und, wobei die Rotorwelle (7) und die Abtriebswelle (11) jeweils als eine Hohlwelle ausgebildet sind und die Abtriebswelle (11) in der Rotorwelle (7) geführt ist, so dass sich zwischen der Abtriebswelle (11) und der Rotorwelle (7) zumindest abschnittsweise ein Rotorringraum (13) ausbildet, mit einem Gehäuse (16), wobei das Gehäuse (16) einen Motorgehäuseabschnitt (17) und einen Getriebegehäuseabschnitt (18) aufweist, wobei in dem Motorgehäuseabschnitt (17) ein Kühlmantelbereich (19) zur Kühlung des Stators (6) ausgebildet ist und wobei in dem Getriebegehäuseabschnitt (18) ein Ölsumpfbereich (21) für ein Getriebeöl ausgebildet ist, mit einer Ölpumpe (22) zur Förderung des Getriebeöls in einem Getriebeölkühlkreis, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeölkühlkreis von dem Ölsumpfbereich (21) in die Abtriebswelle (11) verläuft, wobei die Abtriebswelle (11) mindestens einen Ölausgang aufweist, und dass die Abtriebswelle (11) einen Abtriebswellenrotorausgang (25) als einen ersten Ölausgang und einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang (32) als einen zweiten Ölausgang aufweist.Electric drive (1) for a vehicle (2) with an electric motor (4), the electric motor (4) having a stator (6), a rotor (5) and a rotor shaft (7), with a gear section (8), wherein the rotor shaft (7) forms an input into the gear section (8) with at least one output shaft (11), the output shaft (11) forms an output from the gear section (8) and, wherein the rotor shaft (7) and the output shaft (11) are each designed as a hollow shaft and the output shaft (11) is guided in the rotor shaft (7), so that a rotor ring space (13) is formed at least in sections between the output shaft (11) and the rotor shaft (7), with a Housing (16), the housing (16) having a motor housing section (17) and a transmission housing section (18), a cooling jacket region (19) for cooling the stator (6) being formed in the motor housing section (17) and wherein in the transmission housing section (18) an oil sump region (21) is designed for a transmission oil, with an oil pump (22) for conveying the transmission oil in a transmission oil cooling circuit, characterized in that the transmission oil cooling circuit runs from the oil sump region (21) into the output shaft (11), the output shaft (11) has at least one oil output, and that the output shaft (11) has an output shaft rotor output (25) as a first oil output and a front output shaft gear output (32) as a second oil output. Elektrischer Antrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeölkühlkreis von dem Abtriebswellenrotorausgang (25) durch den Rotorringraum (13) über einen rotorseitigen Rotorwellendurchgang (26) und einen Bypass (31) zu dem Ölsumpfbereich (21) führt.Electric drive (1) after Claim 1 , characterized in that the transmission oil cooling circuit leads from the output shaft rotor outlet (25) through the rotor ring space (13) via a rotor-side rotor shaft passage (26) and a bypass (31) to the oil sump area (21). Elektrischer Antrieb (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rotorseitige Rotorwellendurchgang (26) über einen rotorseitigen Getrieberingraum (27) mit dem Bypass (31) strömungstechnisch verbunden ist.Electric drive (1) after Claim 2 , characterized in that the rotor-side rotor shaft passage (26) is connected to the bypass (31) in terms of flow technology via a rotor-side gear ring space (27). Elektrischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeölkühlkreis von dem vorderen Abtriebswellengetriebeausgang (32) über einen vorderen Rotorwellendurchgang (33) über einen vorderen Getriebebereich (9) des Getriebeabschnitts (8) zu dem Ölsumpfbereich (21) führt.Electric drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission oil cooling circuit leads from the front output shaft transmission output (32) via a front rotor shaft passage (33) via a front transmission region (9) of the transmission section (8) to the oil sump region (21) , Elektrischer Antrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Rotorwellendurchgang (33) über einen vorderen Getrieberingraum (34) mit dem vorderen Getriebebereich (9) strömungstechnisch verbunden ist.Electric drive (1) after Claim 4 , characterized in that the front rotor shaft passage (33) is connected in terms of flow technology to the front transmission area (9) via a front transmission annulus (34). Elektrischer Antrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (1) einen Ölleitring (28) aufweist, wobei der Ölleitring (28) auf der Rotorwelle (7) aufgesetzt ist und wobei der Ölleitring (28) den rotorseitigen Getrieberingraum (27) und den vorderen Getrieberingraum (34) trennt.Electric drive (1) after Claim 5 characterized in that the electric drive (1) has an oil guide ring (28), the oil guide ring (28) being placed on the rotor shaft (7) and the oil guide ring (28) the rotor-side gear ring space (27) and the front gear ring space ( 34) separates. Elektrischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotorseitige Rotorwellendurchgang (26) zwei Ausgangsöffnungen aufweist, wobei die Ausgangsöffnungen in einer gemeinsamen ersten Längsschnittebene liegen und dass der vordere Rotorwellendurchgang (33) zwei Ausgangsöffnungen aufweist, wobei die Ausgangsöffnungen in einer gemeinsamen zweiten Längsschnittebene liegen, wobei die erste und die zweite Längsschnittebene senkrecht zueinander angeordnet sind.Electric drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor-side rotor shaft passage (26) has two outlet openings, the outlet openings lying in a common first longitudinal section plane and in that the front rotor shaft passage (33) has two outlet openings, the outlet openings in a common second longitudinal section plane, wherein the first and second longitudinal section planes are arranged perpendicular to each other. Elektrischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (11) einen hinteren Abtriebswellengetriebeausgang (39) als einen dritten Ölausgang aufweist, wobei der Getriebeölkühlkreis von dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang (39) über einen hinteren Getriebebereich (10) des Getriebeabschnitts (8) zu dem Ölsumpfbereich (21) führt.Electric drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (11) has a rear output shaft transmission output (39) as a third oil output, the transmission oil cooling circuit from the rear output shaft transmission output (39) via a rear transmission area (10) of the Gear section (8) leads to the oil sump area (21). Elektrischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Getriebebereich (9) einen ersten Planetenträger (36) und ein Zwischensonnenrad (38) aufweist, wobei das Zwischensonnenrad (38) auf dem ersten Planetenträger (36) drehfest angeordnet ist und wobei das Zwischensonnenrad (38) einen Eingang in den hinteren Getriebebereich (10) bildet, wobei das Zwischensonnenrad (38) einen hinteren Getrieberingraum (43) bildet, wobei der hintere Getrieberingraum (43) strömungstechnisch zwischen dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang (39) und dem hinteren Getriebebereich (10) angeordnet ist und wobei der hintere Getrieberingraum (43) durch das Zwischensonnenrad (38) und/oder den ersten Planetenträger (36) strömungstechnisch von dem vorderen Getriebebereich (9) abgetrennt ist.Electric drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the front gear region (9) has a first planet carrier (36) and an intermediate sun gear (38), the intermediate sun gear (38) being arranged on the first planet carrier (36) in a rotationally fixed manner and wherein the intermediate sun gear (38) forms an entrance to the rear transmission area (10), wherein the intermediate sun gear (38) forms a rear transmission annulus (43), the rear transmission annulus (43) being fluidly connected between the rear output shaft transmission outlet (39) and the Rear gear area (10) is arranged and the rear gear ring space (43) is separated from the front gear area (9) in terms of flow by the intermediate sun gear (38) and / or the first planet carrier (36). Elektrischer Antrieb (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Getriebebereich (9) als eine Übersetzungsstufe und der hintere Getriebebereich (10) als eine Differentialstufe ausgebildet ist.Electric drive (1) after Claim 8 or 9 , characterized in that the front gear area (9) is designed as a transmission stage and the rear gear area (10) as a differential stage.
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